ارزيابي و مقايسه كاربرد غلاف GRP و دورپيچ CFRP بر رفتار ستون هاي استوانه اي بتن مسلح ساخته شده از بتن هاي معمولي و پرمقاومت

Evaluation and comparison of GRP casing and CFRP sheets application on the behavior of circular reinforced concrete column made of normal and high-strength concrete

اين تحقيق رفتار ستون‌هاي بتن‌مسلح ساخته شده از بتن‌هاي معمولي و پرمقاومت كه با استفاده از غلاف GRP و هم‌چنين دورپيچ CFRP ، محصور شده‌اند، را ارائه مي‌كند. هدف بررسي رفتار و ظرفيت باربري ستون‌هاي محصور با غلاف و دورپيچ تحت بارهاي فشاري است. تأثير نوع بتن، غلاف، دورپيچ و تعداد لايه‌هاي دورپيچ بررسي گرديد. 12 ستون بتن‌مسلح استوانه‌اي از بتن-هاي معمولي و پرمقاومت ساخته شدند؛ ستون‌ها به دو گروه 6تايي از بتن معمولي و بتن پرمقاومت تقسيم شدند، هر گروه به دو بخش 3تايي دسته‌بندي گرديد. بخش اول داراي غلاف و بخش دوم فاقد غلاف بودند. از هر بخش يك ستون فاقد لايه تقويتي بود؛ يك ستون با يك‌لايه و ستون ديگر با دو لايه ورق دورپيچ شدند. تمام ستون‌ها تحت نيروي فشاري متمركز آزمايش شدند. نتايج نشان داد كه استفاده از دورپيچ و غلاف باعث بهبود مقاومت فشاري و شكل‌پذيري ستون‌ها گرديد. افزودن يك لايه و دو لايه دورپيچ به طور ميانگين به ترتيب باعث افزايش%18/5 و %26/5 مقاومت فشاري در گروه اول و %10/2 و %24/8 در گروه دوم ‌گرديدند، درحالي كه استفاده از غلاف به‌طور ميانگين باعث افزايش 4 برابري مقاومت فشاري ستون‌ها در گروه اول و 2/38 برابري در گروه دوم شده است. نتايج حاكي است كه گرچه دورپيچ و غلاف هر دو محصوريت ايجاد مي‌كنند، ولي غلاف به خاطر محصوريت بالاتر، تاثير بسيار بيش‌تري بر افزايش مقاومت فشاري و شكل‌پذيري ستون‌ها دارد. به‌علاوه، تاثير محصوريت بر ستون-هاي گروه اول بيش‌تر است.

This paper presents the results of axial pressure testing on reinforced concrete columns loaded with confined normal concrete (NC) and high strength concrete (HSC) using glass-fiber reinforced plastic pipes (GRP) casing as well as carbon fiber reinforced polymer (CFRP). The major parameters in the experiments were the types of concrete, the effect of GRP casing and CFRP wrapping, as well as the number of CFRP layers. In this study, 12 cylindrical reinforced concrete columns (150 mm diameter and 600 mm height) were prepared and divided into two group, NC and HSC, and each group was divided into two part. In each part, one column was without CFRP strengthening layer, a column was wrapped with one CFRP layer and another column with two CFRP layers. All columns were tested under concentrated compression load. The results of the study showed that the utilization of CFRP wrapping and GRP casing improved compression capacity and ductility of reinforced concrete columns. The addition of one and two layer-CFRP wrapping increased compression capacity in the NC group to an average of 18.5 and 26.5% and in the HSC group to an average of 10.2 and 24.8%. Meanwhile, the utilization of GRP casing increased the compression capacity of the columns by 3 times in the NC group and 2.38 times in the HSC group. These results indicated that although both CFRP wrapping and GRP casing result in confinement, the GRP casing resulted in increased compression capacity and ductility of the reinforced concrete columns due to higher confinement. Furthermore, the confinement effect was higher on columns with normal concrete.